排渣方式对循环流化床锅炉炉内床料粒径分布的影响
垃圾流化床焚烧技术
流化床垃圾焚烧技术1.概述目前普遍认为，用流化床焚烧垃圾对燃料的适应性好，能完全燃烧各类城市垃圾或有机的工业垃圾等；而且对于垃圾预处理的要求比较小，适合我国的国情。
对于流化床的研究，国内外在很早的时候就开始了，将流化床技术应用到垃圾焚烧上，也不是最近的事：多年前，欧洲在燃用煤、积淤物等均质燃料时已采用沙床流化床技术。
而25年前，日本因垃圾的发热量低、水份高及资源有限等原因已应用循环流化床技术焚烧垃圾这类非均质燃料，克服了固定流化床燃用非均质燃料时燃料分布不匀，局部过热和局部微燃的缺陷，且具备了灰渣深度惰性化、污染释放物少及易于自动控制等优越性能。
截止98年底的数据表明，日本已有60多套焚烧各种垃圾的循环流化床，欧洲也已开始起步，今后10年欧洲将大量建设这种小型化的垃圾焚烧设备。
1994年在柏林市郊的一座已停运的垃圾焚烧场安装了一套ROWITEC式循环流化床生活垃圾焚烧设备，每小时焚烧垃圾8.5t，热功率为20MW，产生470℃、74MPa的蒸汽19-25t，用来供热和发电。
在国内，有关学者也早就开始关注流化床用于垃圾焚烧方面的研究。
并且通过多年的积累，已经开发出用于实际工程中的流化床垃圾焚烧炉，并有成功的应用先例。
2. 我国的垃圾概况我国经济的持续发展和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾的产量逐年增加，年均增长率接近9%。
虽然我国城市居民人均日产垃圾不足1kg，低于大多数发达国家，但其总产量却相当高，预计到2000年我国城市垃圾的产量将达到19000万吨左右。
但我国的垃圾和国外的相比较也有很大区别：无机物含量高于有机物含量，不可燃成分高于可燃成分。
中小城市垃圾的有机质含量多为20%左右，一些大城市如北京市的垃圾有机质含量可高达40%以上。
有机成分中，以生物质所占比例为大，纸张较少，而国外垃圾中纸张所占比例较大。
无机成分中，以灰土砖石为主，玻璃、金属等含量很低。
下表为我国的垃圾和国外垃圾发热量及成分的比较。
循环流化床锅炉运行中的几个主要问题分析
风水联合冷渣器常见故障分析一、概述循环流化床锅炉具有对燃料适应性好，有害气体排放量低等优点，近几年来在我国发展迅速。
我国多台大型循环流化床锅炉机组相继投运，由于循环流化床锅炉燃烧技术不太成熟，制造工艺不够先进，运行中岀现了很多问题。
其中冷渣器作为保证循环流化床锅炉安全高效运行的重要部件，它的不正常工作是导致被迫停炉和减负荷运行的主要原因之一。
从循环流化床锅炉中排岀的高温灰渣带走了大量的物理热，造成了大量的排渣热损失，降低了锅炉效率，恶化了现场运行条件，灰渣中残留的硫和氮，仍可以在炉外释放岀二氧化硫和氮氧化合物，造成环境污染；另一方面，炽热的灰渣的处理和运输十分麻烦。
所以，灰渣冷却是非常必要的。
另外，底渣中也有很多未完全反应的燃料和脱硫剂颗粒，为进一步提高燃烧和脱硫效率，有必要使这部分细颗粒返回炉膛，这些操作也要在冷渣装置中完成。
现在许多冷渣器综合利用了多种流动和传热方式，将各种冷渣器的优点结合起来，使之性能越来越高，适应性越来越好。
近几年，大型循环流化床锅炉多釆用风水联合选择性排灰冷渣器。
二、风水联合冷渣器常见故障分析风水联合冷渣器没有运动部件，彻底解决了最常见的机械故障，同时其冷渣能力强，适应范围广，使锅炉机组热效率和机组利用率得以提高，但运行中也发现了许多问题，主要表现在：(1) 灰渣复燃结焦；(2) 处理大块渣的能力不够，有时会岀现堵渣；(3)热风管道堵塞，这是因为夹带的细灰未能有效的分离下来，或岀风管道设计方面有缺陷；(4)床內埋管磨损，由于冷渣器处理的宽筛分灰渣，故流化风速不可能降至外置换热器内那么低，为防止埋管磨损问题，需釆取有效的防磨措施；(5)送风系统设计不足，造成调节困难；(6)冷渣器的调节性能有待提高。
下面就风水联合冷渣器运行中常见故障的现象原因及处理方法进一步分析，希望对运行人员有些帮助。
1.冷渣器进渣管堵塞现象：冷渣器进渣管温度降低；冷渣器选择室温度降低；脉动风风量变化时，选择室温度、床压无变化。
流化床锅炉的炉底渣排放对锅炉经济性的影响
流化床锅炉的炉底渣排放对锅炉经济性的影响毛鸿禧1、流化床锅炉的炉底渣“炉底渣”包括传统意文上“炉底渣”与“溢流渣”。
炉底渣是从流化床底部排放出来的渣，它包括在布风板上开的排渣口通过风室下面的放渣管排出的渣；也包括在布风扳上部四周炉垟开的排渣口排出的渣。
溢流渣则是溢流式鼓泡床锅炉(BFBC)的床层表面处开的溢流口排出的渣。
由于它们的颗粒度较沉降灰和飞灰粗，故又统称“大渣”。
在本文讨论中若无专门说明，我们将“炉底渣”和“溢流渣”统称为“炉底渣”或“大渣”。
溢流式鼓泡床锅炉排出溢流渣后，还有部分更大颗粒的渣沉积在炉底形成炉底渣。
通常，溢流渣渣量远大于炉底渣量，其温度与床上温度接近，排出后需要冷却。
由于鼓泡床锅炉的布风板面积较大，通过布风板的一次风量也很大，沉积在炉底的炉底渣被一次风冷却，排出时常在400︒C以下，远低于“溢流渣”温度，故称之为“冷渣”，其渣量不足灰渣总量的1/10。
对于燃烧优质煤的中、小型流化床锅炉，“冷渣”量很少，一般用定期排放的方式可以维持床层运行。
然而对于燃烧劣质燃料的大、中型锅炉，“冷渣”量较大，也需要有专用的排渣设备。
对于循环流化床锅炉(CFBC)，没有溢流口，故无"溢流渣"。
不能被扬析而留在床内的大颗粒燃料燃烬后沉于炉底，从炉底排出，故炉底渣的渣量大。
再者，循环流化床锅炉的布风板面积较小，不足鼓泡床锅炉的1/3~1/4，相应的通过布风板的一次风量也少，故排出的炉底渣的温度常常高达850~900︒C，已无"冷渣"可言，炉底渣不再叫做"冷渣"。
就流化床锅炉的排渣特性而言，炉底渣必须由人工控制排放，而溢流渣则是自动排放。
因此，排出炉底渣需要有专门的排渣设备——排渣阀。
但它们被排出后均需冷却。
表1列出了几种流化床锅炉的炉底渣的渣量及渣温的参考数椐。
可见，无论是从渣的温度或渣量来看，炉底渣与传统溢流式鼓泡床锅炉的“冷渣”或“溢流渣”的温度与数量均不相同，这也是炉底渣的第一个特点。
循环流化床锅炉运行问题讨论
循环流化床锅炉运行问题讨论循环流化床概述循环流化床燃烧（CFBC）技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术，具有许多其它燃烧方式没有的优点。
1.循环流化床（CFB）属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为200ppm左右，并可实现在燃烧过程中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备经济简单，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫（PC+FCD）。
以130t/h、220t/h、410t/h循环流化床锅炉测算（按年运行5000小时、脱硫效率80%），每台锅炉每年可分别燃用劣质煤12万吨、19万吨、35万吨；减排二氧化硫2784吨、4560吨、8502吨；节约脱硫费用分别为222万元、364万元、680万元，而且减少了大量劣质煤的占地问题。
2.燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤。
3.排出的灰渣活性好，易于实现综合利用，无二次灰渣污染。
4.负荷调节范围大，低负荷可降到满负荷的30%左右。
在我国目前环保要求日益严格，电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下，循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。
虽然循环流化锅炉以其独特的优点在国内外都得到了极大的发展，但要完全发挥其优势，必须走产业化和大型化的道路，开发制造具有我国自主知识产权的大型循环流化锅炉，并在容量上尽快达到与煤粉炉相当的水平。
一旦这项新技术实现了大型化和国内的产业化，就能切实地体现其重大的经济效益、社会效益和环境效益。
脱硫系统对发电机组的影响一、对锅炉的影响脱硫系统在正常运行时，不会对锅炉产生影响。
只有在脱硫系统故障解列时，以及脱硫系统启停时，会对锅炉产生影响。
1. 一炉一塔，脱硫系统单设增压风机:在锅炉正常运行，脱硫系统启动时，旁路挡板要与脱硫增压风机配合着逐渐关闭，否则会对锅炉内的负压产生冲击，影响锅炉的正常运行。
在锅炉正常运行，脱硫系统解列时，旁路挡板要快速打开，否则也会对锅炉内的负压产生冲击，影响锅炉的正常运行。
循环流化床锅炉技术问答
第九部分循环流化床锅炉循环流化床锅炉“循环”二字的含义是什么?答:循环流化床锅炉的“循环”二字与自然水循环锅炉的“循环”二字含义不同。
自然水循环锅炉的“循环”指的是“水循环”,而循环流化床锅炉的“循环”指的是床内“物料的循环”。
循环流化床锅炉的“流化”二字如何解释?答:流化二字可以解释为当固体颗粒群与气体或液体接触时,使固体颗粒转变成类似流体状态的一种操作。
当固体颗粒被流化时作用于颗粒上的重力基本上被流体施于颗粒的曳力所抵消。
颗粒不再由布风板所支承,而是在空中处于半悬浮状态。
循环流化床锅炉的“床”指的是什么?它的作用是什么?答:?循环流化床锅炉的“床”指的是“布风板”;它的作用有以下三条:一是支承静止的料层;二是给通过布风板的气流以一定的阻力,使在布风板上具有均匀的气流速度分布,为取得良好的流化工况准备条件;三是以布风板对气流的一定阻力,维持流化床层的稳定,抑制流化床层的不稳定性。
在循环流化床锅炉中,固体颗粒群类似流体的性质主要表现在哪些方面?答:主要表现在以下五点:在任一高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。
无论床层如何倾斜,床层面总是保持水平,床层的形状也保持容器的形状。
床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔口中排出。
密度高于床层表现密度的物料会在床内下流,密度小的物体会浮在床面上。
床内颗粒混合良好,因此,当床层加热时,整个床层的温度基本均匀。
什么叫“散式”流态化?答:固体颗粒群在被液体流化过程中,均匀地分散在液体中,称之为“散式”流态化。
散式流态化一般发生在液~固流化中。
什么叫“聚式”流态化?答:固体颗粒群在被气体流化过程中,由于气体不均匀地流过颗粒床层,一部分气体形成气泡经床层短路逸出,颗粒则被分成群体作湍流运动,床层中的空隙率随位置和时间的变化而变化,称之为聚式流态化。
什么叫表现流化风速?答:按流化床层面积计算的冷态流化风速,称为流化床层的表现风速。
什么叫流化速度?答:流化速度是指床料或物料流化时动力流体的速度,流化速度的大小是假设炉内没有床料时,空气通过炉膛的速度,流化速度一般指的是热态流化速度。
循环流化床锅炉料层差压及炉膛差压的控制（三篇）
循环流化床锅炉料层差压及炉膛差压的控制循环流化床锅炉是一种高效的燃煤锅炉，具有燃烧效率高、环保、运行稳定等优点。
在循环流化床锅炉的运行过程中，料层差压和炉膛差压的控制对保证锅炉的安全运行和效率的提高起着重要作用。
料层差压是指料层上下两部分之间的气体压力差。
料层差压的控制对于维持适当的流化状态、控制燃烧过程以及保证锅炉的运行稳定性非常重要。
过低的料层差压可能导致床层松散，甚至造成料层内的非正常流动现象。
而过高的料层差压则会造成过度压缩，导致床层不能良好流化，影响燃烧效果和锅炉的热效率。
一般来说，控制料层差压的方法主要有两种：自动调节和人工调节。
自动调节方法主要是通过监测和调节鼓风机的风量、排渣机的转速以及给料设备的运行状态等参数，使料层差压保持在一定范围内。
这种方法相对来说比较简单，但需要具备一定的智能控制系统和自动化设备。
人工调节方法主要是通过操作人员根据经验和观察燃烧情况，手动调节给料、风量和排渣等参数，以达到控制料层差压的目的。
这种方法需要操作人员具备一定的专业知识和经验。
除了料层差压的控制，炉膛差压的控制也是循环流化床锅炉运行过程中的一个重要环节。
炉膛差压是指锅炉炉膛进出口之间的气体压力差。
炉膛差压的控制对于燃烧效果和锅炉的热效率有着重要的影响。
过低的炉膛差压会导致炉膛内的气体流动不畅，燃烧效果变差；而过高的炉膛差压则会导致过量的风量进入炉膛，增加运行风机的功耗和磨损，同时也会降低燃烧效率。
控制炉膛差压的方法主要有两种：调节给风量和调节炉膛出口的风阀开度。
调节给风量可以通过控制鼓风机的转速或调节鼓风机的进气阀开度来实现；而调节炉膛出口的风阀开度则可以通过调节风阀的开度来实现。
这两种方法可以根据锅炉的具体情况选择合适的方式进行控制。
在实际操作中，可以通过不断调节给风量和炉膛出口的风阀开度，使炉膛差压保持在一个合理的范围内。
总之，循环流化床锅炉料层差压和炉膛差压的控制对保证锅炉的安全运行和高效燃烧非常重要。
循环流化床锅炉运行中常见问题与分析
注意：
循环流化床锅炉一旦产生结焦，如操作不当便会使结焦迅速增长，焦 块长大速度越来越快，因此预防结焦和及早发现结焦及处理是运行人 员必须掌握的。
循环流化床锅炉结焦的现象：
1）床温急剧上升； 2）氧量指示下降甚至为0； 3）一次风电流减小； 4）炉膛负压增大； 5）引风机电流减小； 6）床料不流化,燃烧在料层表面进行； 7）放渣困难,正压向外喷火星； 8）观察火焰时,局部或大面积火焰呈现白色；
3）运行中要加强监视返料的情况，对返料器温度是 否正常，若超出正常值很多，可能是发生了二次燃 烧。此时应加大返料风量，提高灰溶度和灰的循环 倍率K，增高锅炉的效率。若炉膛压差过高在 500pa以上时，返料器温度也会超过正常值，有必 要时对返料器进行放灰，如返料器发生了堵塞，此 时应打开返料器的排灰阀放灰，同时加大返料风量。 若仍不能消除故障，则必须停炉检修。 4）在正常运行中，保证良好的燃烧工况，控制锅 炉出口烟气含氧量不低于3％～5％，合理调整一、 二次比例使燃烧工况良好，一般一、二风比例为 6:4左右，保证风和煤的结合充分燃烧，以降低飞 灰可燃物含炭量，可防止分离器和返料机构内发生 二次燃烧而超温，减少机械和化学不完全燃烧。根 据流化情况控制床料压差在正常范围7－11kpa左 右，保证床料良好的物料正常沸腾流化状态，使温 度均匀，做到配风适当，火焰中心不偏斜。
第十一章循环流化床锅炉的磨损结焦和膨胀剖析
第十一章循环流化床锅炉的磨损、膨胀和结焦第一节循环流化床锅炉各部件的磨损由于机械作用，间或伴有化学或电的作用，物体工作表面材料在相对运动中不断损耗的现象称为磨损。
按磨损机理不同，磨损一般可分为粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损、微动磨损等。
流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损称为冲蚀（或冲击磨损）。
冲蚀有两种基本类型，一种叫冲刷磨损，另一种叫撞击磨损，这两种磨损的冲蚀表面的流失过程的微观形貌是不完全相同的。
冲刷摩擦是颗粒相对固体表面冲击角较小，甚至接近平行。
颗粒垂直与固体表面的分速使得它锲入被冲击物体，而颗粒与固体表面相切的分速使得它沿物体表面滑动，两个分速合成的效果即起一种刨削作用。
如果被冲击的物体经不起这种作用，即被切削掉一小块，如此经过大量、反复的作用，固体表面将产生摩擦。
撞击磨损是指颗粒相对于固体表面冲击角度较大，或接近于垂直时，以一定的运动速度撞击固体表面使其产生微小的塑性变形或显微裂纹，在长期、大量的颗粒反复撞击下。
逐渐使塑性变形层整片脱落而形成的磨损。
一般在循环流化床锅炉受热面和耐火材料的磨损种，床粒颗粒与受热面和耐火材料的冲击角度在0～900之间，因此循环流化床锅炉受热面和耐火材料的磨损是上述两种磨损基本类型的综合结果。
磨损与固体颗粒浓度、速度、颗粒的特性和流道的几何尺形状等密切相关。
在循环流化床锅炉中，受热面和耐火材料受到大量固体物料的不断冲刷，下表给出了各种锅炉典型的固体物料浓度和烟速的范围。
从表中的数据可以看出，循环流化床锅炉内的固体物料浓度为煤粉锅炉的几十倍到上百倍，因此受热面和耐火材料的防磨问题应特别重视。
通常情况下CFB锅炉再如下部位磨损比较严重，应设计防磨衬里（如图）：178金属件和耐火材料的磨损现象。
一、循环流化床锅炉金属件的磨损（一）布风装置循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有两种情况。
第一种情况是风帽的磨损，其中风帽磨损最严重的区域发生在循环物料回料口附近。
床料粒度及组成对循环流化床锅炉设计的影响
床料粒度及组成对循环流化床锅炉设计的影响------------------------------------------------------------------------------------------------杨励丹鲍亦令张子栋吴文渊别如山刘晓阳越明泉[哈尔滨工业大学动力工程系] 2003-06-30前言循环流化床（CFB）锅炉技术是从化学工业领域移植过来的。
锅炉所用的床料，其粒度组成与化工中常用的催化裂化剂有很多不同，本文仅对床料的几何尺寸对循环流休床锅炉的设计略作分析，提出以煤灰为床料的循环流化床锅炉采用低倍率循环的条件及必要性。
一、分层流化现象流化床锅炉用的料粒径一般是不均匀的，目前设计中沿用平均粒径的概念即用某一当量粒径来代表宽筛分粒子群的行为。
我国工业锅炉计算方法中采用重量平均径欧美诸国多用比表面积平均径（或称调和平均径）。
对于由机械破碎而成（不是用不同粒径的煤掺混而成）的0－8MM的煤粒比表面积平均约为1－1．5M床层空截面流速大于临界流化速度UMF，（床层才可能流化，空截面流速大于粒子的终端速度）粒子就可能被气流带出炉膛。
对烟煤子在30及85烟气流中及计算值列于表1。
表1．烟煤粒子的流化特性我国鼓泡流化床锅炉已有丰富的经验。
通常热态空截面流速约为4M／S自表1可见，恰能使8MM的粒子处于临界流化床状态。
而此时已达到0．75MM粒子终端速度。
可见，用任何一种平均粒径都不能代表宽筛分离子群的行为通过对宽筛分物料流化现象的实验和理论分析，我们于1983年提出了宽筛分物料分层流化的概念，即在流化过程中，床粒粒径沿床层高度产生分层，由于自下而上的气流的淘洗，，细粒子趋向床层的上部，大粒了沉向布风板形成分层流化，为改善底部大粒子的流化，我们提出风帽布置与床料粒径组成有关的设计方法，（2）通常可使布风板底部风速提高1．67－2．86倍，从而使最大粒子直径提高到12MM左右。
循环流化床锅炉常见运行问题分析
循环流化床锅炉常见运行问题分析摘要：本文阐述循环流化床锅炉在运行中常见的一些问题，包括燃烧、床温、物料分离器、SNCR环保设备等，有助于在技改前对机组进行摸底试验及性能分析。
并以炉内低NOx燃烧控制为切入点，介绍循环流化床锅炉燃烧系统、风烟系统、物料分离器、SNCR脱硝设备的改造技术，满足日趋严格的环保“超低排放”政策要求。
关键词：锅炉运行；循环流化床；SNCR；低NOx燃烧；数值模拟；试验验证1、引言目前我国有案可查的循环流化床锅炉（简称CFB锅炉）达6000余台，其中80%以上为中小型CFB发电机组或专用工业锅炉。
400t/h以上CFB锅炉超过500台。
在全国11亿千瓦火电总装机容量中，CFB机组装机容量占火电总装机容量约15%。
注：表2数据统计在中国电力投资集团公司与国家核电重组成立国家电力投资集团公司日期之前，在中国国电集团公司与神华集团有限责任公司合并重组为国家能源投资集团有限责任公司日期之前。
2、循环流化床锅炉常见问题2.1炉膛中心区域缺氧几乎所有的CFB锅炉都存在着炉膛中心区域缺氧的问题，究其原因是二次风设计与运行参数，不适应高密度物料最佳流态化造成。
除了高密度物料颗粒群对二次风射流的阻挡作用外，也存在贴壁流垂直下泻覆盖水冷壁、每个层面颗粒水平移动不够均匀、各转弯变化区域涡流干扰和垂直上移速度的不均匀影响。
这种中心区缺氧会降低燃料燃尽效果和炉内脱硝效率，并且不能实现低温燃烧时的高效燃尽。
2.2床温偏差常见的引起床温偏差的几个因素：物料粒径、二次风几何布局、布风板及风帽结构、分离器及返料器结构特点、一二次风配比、循环灰量、原始锅炉设计炉内参数、炉膛有效高度、是否采用了多种燃料运行方式。
床温偏差大是CFB锅炉普遍存在的问题，大部分的CFB锅炉床温偏差都在50℃以上，严重的可以达到100℃以上。
床温的不均匀性，肯定会造成局部温度峰值过高，是NOx急剧增加的主要因素，其NOx生成能力是合理床温下的数倍甚至更高。
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第26卷第4期电站系统工程V ol.26 No.4 2010年7月Power System Engineering 3 文章编号：1005-006X(2010)04-0003-03排渣方式对循环流化床锅炉炉内床料粒径分布的影响*重庆大学动力工程学院舒陈卢啸风刘汉周摘要：通过对循环流化床锅炉炉内床料粒径分布的多种影响因素的分析，发现排渣方式对床料的粒径分布有重要影响，也是调节粒径分布唯一可控的因素，该结论已在某电站循环流化床锅炉的混流式流化床冷渣器上得到初步验证。
为保证循环流化床锅炉对入炉煤变化的适应性，应充分重视底渣冷却设备的选型设计。
还从细床料回收特性角度分析和介绍了不同冷渣设备对床料粒径分布的影响，并提出了一些建议。
关键词：循环流化床；锅炉；排渣装置；冷渣器；粒径分布中图分类号：TK224.1 文献标识码：AInfluence of the Slag Discharge Form on the Bed Material Size Distribution in CFB BoilersSHU Chen, LU Xiao-feng, LIU Han-zhouAbstract：After the analysis on various kinds of impact factors of the bed material size distribution in the circulating fluidized bed (CFB) boilers, it was concluded that the slag discharge form had a very important influence, while it was also the only controllable impact factor to adjust the size distribution in the furnace. This conclusion had been initially verified in the mixed flow fluidized bed bottom ash cooler of some power plants. In order to ensure that the CFB boilers had a better coal applicability, the type selection design of the bottom slag coolers should be taken seriously. Moreover, the influence of different bottom slag coolers on the size distribution was also discussed from the angle of fine-particle recovery characteristics, and some suggestions were put forward.Key words: CFB; boiler; slag discharge device; bottom slag cooler; size distribution循环流化床(CFB)锅炉一般要求燃煤平均粒径在 1 mm 左右，宽筛分粒径分布为0～8 mm。
只有炉内物料有合适的粒度分布，才能保证锅炉的正常运行。
其中，高温循环灰对炉内燃烧、传热和负荷调节有着重要的影响[1]，而这些细小颗粒就来自于给料中的细粉粒和燃烧中煤的磨损和破碎。
近年来，由于国内煤炭供应紧张，煤质难以保证，为了降低电厂发电成本，一些电厂开始掺烧矸石等劣质燃料[2]。
然而，矸石燃烧后生成的灰颗粒较硬且不易磨损和破碎，细小灰粒较少，稀相区灰浓度相对较小。
为了正常带负荷，必须要增大流化风量，才能使足够多的颗粒进入稀相区，这样不但增加了风机电耗，而且较粗颗粒进入炉膛上部空间后容易加剧受热面磨损的问题。
另外，为提高电厂经济效益，有的电厂燃用部分煤泥。
入炉煤中混入煤泥后，会使炉内床料粒径变细，大量的循环灰在炉膛上部循环，从而造成床压过高且底渣排放困难。
因此，为了提高锅炉燃用低品位煤种的适应性，同时尽量减少水冷壁的磨损，提高锅炉运行的可靠性，大型CFB需要针对不同入炉煤种，在运行中能够对床料的粒径分布进行调节。
关于床料最终粒径分布的形成及其调节问题，国内外已有研究。
但在研究过程中，影响床料粒径分布的因素，只考虑了分离器分级效率、煤种、以及排渣量（排渣未作分级考虑）[3]，并未充分考虑到冷渣设备的返料情况对炉内床料粒径分布的影响。
本文在前人研究基础上，首次加入了排渣返料因素对床料粒径分布的影响，完善了大型CFB锅炉床料最终粒径分布形成的数学表达式。
所推导出的结论，已分别收稿日期：2010-02-27舒陈(1985-)，男，硕士研究生。
重庆，400030*国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAA03B02-06) 在某150MW CFB锅炉和某300MW CFB锅炉的混流式流化床冷渣器上得到了初步验证。
1 影响床料粒径分布的诸多因素分析根据CFB锅炉设计理论可知，影响CFB锅炉内物料粒径分布的主要因素有：入炉煤粒径分布、煤质（煤在炉内的破碎特性）、分离器效率。
循环流化床锅炉分为外循环系统（包括分离器及回料装置）和炉膛两部分，它是典型的“一进二出”型的物料流动系统。
一进是指给料（包括给煤及脱硫剂等）、二出是指从分离器中心筒离开的飞灰和从炉膛下部排出的底渣。
一些学者通过研究，提出了开口系统物料平衡的动态平衡方程[3]：--sin out p cdMW W R Rdt=+(1)其中，系统内物料变化率dM s/dt由四部分组成，依次是物料流入系统的流率W in、流出系统的流率W out、生成的速率R p 和消耗的速率R c（单位均为kg/s）。
为方便推导，将做如下变换。
首先，已知流出系统的物料流率W out等于飞灰流率K ash和底渣流率G slag的总和，即：out ash slagW K G=+(2)其次，在实际中W in是指给料中煤和脱硫剂的质量流率，R c是指给煤的燃烧中可燃成分消耗的速率，R p是指脱硫反应中生成的产物与消耗的脱硫剂相比的增加值。
假设某物理量——进灰流率N in满足以下关系：in in c pN W R R=−+（）(3)该式的物理意义为：进灰流率由两部分组成，一部分是煤燃烧后生成的灰渣质量流率；另一部分是由于脱硫剂反应4 电 站 系 统 工 程 2010年第26卷炉内增加的净质量流率。
即N in 表示流入循环流化床锅炉系统的净物料量。
循环流化床锅炉系统物料平衡过程是指在操作参数改变后，系统内总床料量随之改变并重新达到平衡，及各部件内床料量分配发生改变并重新达到平衡的过程。
因此，在某种工况下，当CFB 锅炉燃烧达到稳定时，整个系统内部的物料变化率：dM s /dt =0 (4)根据式（1）到（4）可以推导出循环流化床锅炉系统稳定燃烧时的物料平衡方程：/0s in ash slag dM dt N K G =−−= (5)进灰颗粒、飞灰颗粒及排渣颗粒都是由宽筛分固体颗粒组成。
假设某平均粒径为D i 时，3种颗粒的质量流率N Di 、K Di 及G Di 分别占各自总量的a i 、b i 及c i ：i 0i 0i 0n n ni 0i 0i 0nnnDi Di Di Dii in i ash i slagdM N K G dt a N b K c G =======−−=⋅−⋅−⋅∑∑∑∑∑∑ (6)在稳定运行时，CFB 锅炉物料平衡过程除了必须满足dM s /dt =0（即没有存料量的动态蓄积或流失）外，还应当满足进出锅炉系统的物料的分级平衡（即dM Di /dt =0），否则随着时间的增加，炉内的某些粒径床料将会不断累积或消减。
于是可以得出：0Dii in i ash i slag dM a N b K c G dt =⋅−⋅−⋅= (7)当煤种变化时，由于煤在炉内的破碎特性的改变，炉内床料粒径分布就会发生变化。
即，如果煤种变化而使煤燃烧后形成的床料平均粒径变粗后，即使经过分离器的长期“淘选”，床料的平均粒径仍会比煤种变化之前粗。
此时，就需要通过某种方式将床料分布调节到原先的分布。
然而，飞灰的质量流率和粒径分布只与锅炉的运行状态及分离器性能有关，不能直接、主动控制。
因此，煤种变化时，要想调节CFB 炉内物料的粒径分布，只能通过改变排渣的粒径分布的方式才能实现。
为了实现排渣粒径分布的改变，应当引入两个概念：一是某粒径D i 灰渣进入排渣装置的总排放份额e i ，另为某粒径D i 灰渣被送回炉膛的返料份额f i 。
那么，它们与排渣中不同粒径灰渣的净排放份额c i 存在以下关系：i i i c e f =− (8)将式（8）代入式（7）可得出修正后的CFB 锅炉稳定燃烧时的物料分级平衡方程：-0Dii in i ash i i slagi in i slag i ash i slag dM a N b K e f G dta N f Gb K e G =⋅−⋅−⋅=⋅+⋅−⋅+⋅=（）（）（） (9)该式的物理意义是：CFB 锅炉炉内某粒径D i 颗粒的质量变化率，等于同样粒径D i 的进灰流率与排渣装置的返料流率之和，减去同样粒径D i 的飞灰流率与进入排渣装置的排放流率之和。
煤种改变时，炉内床料粒径分布随之发生变化。
虽然炉内总床料量并没有增加（即dM s /dt =0），但是，通过排渣方式调节炉内床料的粒径分布的过程是一个不同粒径的底渣排放份额改变的动态过程，炉内不同粒径的床料变化率会随之改变的（即dM Di /dt ≠0）。
我们可以这样理解这个过程：当CFB 锅炉燃用矸石等劣质煤种时，炉内床料中的粗颗粒的份额将随之增加。
假设小于某临界粒径D k 的所有颗粒为需要回收的细床料，其他为粗颗粒。
那么，此时我们应当调节排渣装置，增大细床料的返料份额f f ，使得细床料变化率dM Dc /dt ＞0，炉内细床料不断积累；增加粗颗粒进入排渣装置的份额e c ，使得粗颗粒变化率dM Df /dt ＜0，炉内粗颗粒不断消减。
这个过程，持续到将炉内物料粒径分布调节到原先的粒径分布为止。
同样，当CFB 锅炉燃用煤泥等劣质煤种时，炉内床料中的粗颗粒的份额将随之减少。
整个调节过程，就是通过排渣装置增加粗颗粒返料份额f c ，减少细床料进入排渣装置份额e f 的过程。
理论上，只要掌握好不同粒径的底渣的返料份额f i 的大小，就可以实现对于炉内不同粒径颗粒所占份额的自由调节。